Tema 3 Análisis Químico de los Alimentos

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Tema 3: Análisis Químico de los Alimentos
Conceptos básicos
Alimento: Material sólido o líquido por medio del cual se transfiere los nutrientes al organismo para satisfacer sus requerimientos.
Nutriente: Toda sustancia capaz de promover el crecimiento, desarrollo y reparación de tejidos desgastados por el organismo.
Fracción química: Parámetro que permite conocer, mediante una metodología específica, la disponibilidad o no de los nutrientes presentes en un material.
Nutrientes esenciales: Son los que no pueden ser biosintetizados o que sintetizados no cubren los requerimientos para ser compatibles con el funcionamiento óptimo del organismo. .
Nutrientes no esenciales: Aquellos cuya síntesis es completa, o suficiente para cubrir los requerimientos del organismo.
Nutrición: Conjunto de procesos fisiológicos mediante los cuales el organismo ingiere y utiliza todos los nutrientes y no nutrientes. 
Tenemos que
· Conocer la concentración de nutrientes en un alimento, permite hacer buen uso del mismo. Permite detectar adulteraciones y fraudes.
· Análisis Químico (depende del muestreo).
· Uso de Tablas de Composición de Alimentos (valores esperados de esos alimentos)
Clasificación de los nutrientes según Van Soest (1967)
A) Disponibles por la acción enzimática: lípidos, azucares, almidón, proteína verdadera, nitrógeno no proteico y ácidos nucleicos.
B) No atacadas por enzimas, pero degradadas por microorganismos del TGI (pectinas, gomas y galactanos).
Nutrientes presentes en la ingesta animal
1. Agua
2. Energía
3. Aditivos
4. Minerales
5. Vitaminas
6. Proteínas (AA)
7. Ácidos grasos
8. Glúcidos solubles
9. Glúcidos insolubles o estructurales.
Entonces todo esto se va determinar y cuantificar por medio de análisis químicos de los alimentos.
Tipos de análisis químico
Cualitativo: Determinación de sustancias que contiene un cuerpo. .
Cuantitativo: Determinación de la cantidad de cada una de las sustancias contenidas en n cuerpo.
Organoléptico: Percepción de las características de las sustancias presentes en un cuerpo a través de los sentidos. Esta es importante a nivel de un pellets porque si no tiene un buen sabor el animal no se lo come, para eso se usan aditivos (saborizantes y conservantes) también para que mejoren la palatabilidad.
Análisis químico de los alimentos para animales: Caracterización fisicoquímica de los alimentos y materias primas, con la finalidad de conocer la existencia o no de nutrientes indispensables para el desarrollo del organismo del animal.
Análisis Cuantitativo: se tiene la titulación, gravimetría, calorimetría, cromatografía, colorimetría. 
Importancia de los análisis químicos: Permiten:
Conocer su composición.
Preparar dietas idóneas.
Cubrir los requerimientos de los animales.
Economizar (materia prima)
Clasificar alimentos (nos da la propiedad de manejar las materias primas esenciales para la elaboración de esos alimentos). En:
Proteicos (harinas de origen animal y vegetal, pastas de oleaginosas, etc.).
Energéticos (granos, cereales, harinas de tubérculos, aceites, etc.)
Minerales (roca fosfórica, piedra caliza, conchas de ostión.
Sistema Proximal o de Weende: Estación experimental Weende. Alemania (1857). William Henneberg y Frederick Stohman. Es uno de los más viejos. Sigue siendo el análisis de rutina más utilizado, aunque no es el más exacto, pero es práctico. Determina 6 fracciones: Humedad, cenizas (minerales), PC, FC, EE, ELN. 
Lam 13. Se somete la muestra a 100 o 105°C para que pierda el agua o humedad, al perder la humedad se calcula el peso fresco menos el peso seco da como resultado la Materia Seca (MS). Esa MS tiene dos vías 1) un método que se llama Kjeldahl, para obtener Nitrógeno Total que es que se somete bajo una constante para obtener Proteína Cruda (PC) o 2) se lleva a una mufla o estufa a 500-600°C para obtener las cenizas. Luego por medio de un solvente tenemos el Extracto Etéreo que se lleva a ebullición con un ácido y una base débil, se incinera y de allí va a dar la Fibra Cruda (FC), pero esa FC no es totalmente exacta, por medio de esto a un pasto no le va a servir por eso es que Van Soest crea otro método que lo veremos luego más adelante.
Materia seca: en una estufa la muestra se somete primero a 65°C para que pierda parte de la humedad, luego de allí a 105°C para que pierda totalmente la humedad. Y la mufla se utiliza para obtener las cenizas a 600°C. Es la porción de un alimento o tejido que queda después de eliminar el agua; en general se expresa como un porcentaje.
Proteína cruda: conversión de Nitrógeno, va a pasar por un proceso de Digestión que se lleva a cabo con ácido sulfúrico en presencia de un catalizador y calor de esa proteína y da esta reacción al final, se somete a Destilación de este compuesto digerido con una base fuerte, se agrega ácido bórico y se Titula, una vez que se titula se obtiene el resultado. Hay fórmulas en laboratorio para determinar la cantidad de proteína presente: El contenido de nitrógeno total (NT) se multiplica por 6,25 para obtener una proteína cruda (PC). 
¿Por qué 6,25? Hay una tabla en la que cada alimento tiene un valor, una constante, entonces el resultado de la titulación es el que se va a multiplicar por la constante para saber el porcentaje de Proteína real, pero a nivel de laboratorio en promedio se usa una constante de 6,25.
PC es el contenido de nitrógeno en un alimento, tejido animal o excreta, multiplicado por un factor (generalmente 6.25, ya que la mayoría de las proteínas contienen cerca de 16%de N), para calcular el contenido de proteínas aproximado; pueden estar presentes tanto el N no proteínico (aminoácidos, aminas, amoniaco, etc.) como las proteínas verdaderas.
Fibra cruda: en el caso de la obtención de la fibra se hace una Simulación del proceso digestivo dentro del animal, esa Muestra a un proceso de Digestión en una cámara Acida ahí tenemos una fuente de ácido sulfúrico, hidróxido de potasio o sodio, esto lo que hace es que libera la Hemicelulosa, libera la Lignina y eso lo que hace es obtener un Residuo de Celulosa hasta el 30%. Ya de allí lo que se libera con el ácido podemos decir cuántas fibras hay. La lignina evita que se obtenga los nutrientes, por eso es importante conocer el ciclo del pasto.
FC: carbohidratos insolubles que quedan en un alimento después de hervirlo en ácidos y álcalis durante el análisis inmediato; esta fracción representa la parte del alimento no digerida completamente por los animales.
Extracto etéreo: Digestión y lavado de la muestra con solvente orgánico. Es fracción de un alimento o tejido animal que es soluble en un solvente de grasas como el éter etílico, y que se elimina mediante extracción durante el análisis inmediato.
Extracto libre de Nitrógeno: Se lava y lo que queda se determina por diferencia de la siguiente manera ELN= 100 – (%hum + %Cenizas + % PC + % EE + % FC). Consiste principalmente en carbohidratos de fácil disponibilidad, como azúcares y almidones, pero puede contener hemicelulosa y lignina; el ELN se calcula por la diferencia obtenida durante el análisis próximo al restarle a 100 todos los compuestos medidos.
Sistema de detergentes 
Origen: Diseñado por Peter Van Soest (ya que el procedimiento anterior no era totalmente exacto) en los 60‘s Procedimiento de la caracterización de la Pared Celular (hemicelulosa, celulosa y lignina)
Su objetivo: era dirigido a los forrajes. Evaluación de forrajes para rumiantes, y de fibra en dietas para monogástricos.
Fundamento: Se basa en la capacidad de los detergentes para solubilizar las proteínas evitando el aislamiento de la fibra mediante los siguientes métodos:
A) Fibra Detergente Neutro (FDN)
B) Fibra Detergente Ácida (FDA)
Lam. 24. Tenemos la muestra aplicamos DN nos da el contenido celular, nos da la fibra de otro detergente uno acido, con Pemanganato de potasio da la hemicelulosa y la lignina, y nos queda CELULOSA+CUTINA+MINERALES, con el ácido sulfúrico a 72% libera la celulosa, nos queda la cutina y los minerales, esto sometido a 600°C en una mufla libera la cutina (capa superficialde la hoja) y nos quedan los minerales. 
Energía Bruta. Cantidad de calor liberado en Kcal/gr de una determinada muestra, cuando es completamente oxidada hasta CO2, agua y otros gases, en presencia de 25 a 30 atmosferas de Oxigeno en una bomba calorimétrica. Es para saber la energía que tiene el alimento.
Calorimetría
Bomba calorimétrica. Dispositivo en el cual se oxida una muestra, encerrada en una chaqueta (o baño de María) aislada con una cantidad conocida de agua que permite determinar el calor producido Kcal/gr.
Algunas limitaciones.
Minerales: No los desglosa. No informa sobre biodisponibilidad. Incluye Si, Al, Pb. Hay perdidas de algunos minerales por volatilización (cuando se somete a la mufla): K, Cl, Co, Fe y Cu.
PC: No todas tienen 16 % de N, no es exacto. Incluye NNP. No valora calidad de la proteína (aa).
Humedad: Volatilización de ácidos orgánicos la sobreestima.
EE: Puede incluir ceras, pigmentos, hormonas, A, D, E, K, hemicelulosa, lignina que lo sobreestiman. Pérdidas de AGV en secado de ensilaje lo subestiman.
FC: Parte de la C-H-L se pierde con el uso del ácido y la base.
ELN: Por ser un cálculo, incorpora los errores de todos los demás análisis. 
Otros análisis… son más específicos:
· AGV
· Minerales específicos
· Vitaminas específicas
· AA específicos
· Triglicéridos
· Digestibilidad
Tema 4: COMPOSICIÓN DEL CUERPO ANIMAL Y COMPOSICIÓN VEGETAL
La composición del cuerpo de los animales tiende a ser relativamente uniforme. La composición característica del cuerpo de un mamífero adulto es aproximadamente 60% de agua, 16% de proteína, 20% de grasa y 4% de materia mineral. Los carbohidratos (glucosa sanguínea y tisular, glucógeno hepático y muscular) por lo común no se incluyen en la lista pero constituyen menos del 1%de los tejidos corporales.
Importancia: porque de acuerdo al conocer el cuerpo del animal podemos saber
•El efecto dieta, crecimiento, actividad física, estado fisiológico, enfermedad entre otros.
•Valoración estado nutricional, y herramienta diagnostica (por la visualización por ej).
Determinación de la composición del cuerpo del animal
Es esencial que haya un balance de nutrientes para que haya un buen desarrollo del animal, si hay un déficit de alguno de los componentes se ven comprometidos.
Agua. Funciones: metabolismo
•Solvente
•Ionizante
•Transporte
•Excreción
•Regulador de temperatura
•Lubricante
•Amortiguador
•Otras.
Carbohidratos. Características generales:
· Presente en bajas cantidades (1%)
· Hígado, musculo y sangre 
· Azúcar en productos (leche)
· Galactósidos (tejido nervioso)
· Ribosa
Funciones:
· Energética
· Metabolismo lipídico 
· Desintoxicación 
· Otras 
Lípidos. Características generales:
· Insolubles en agua
· Solubles en solventes orgánicos
· Unidad estructural (triglicéridos)
Funciones:
· Componentes estructurales de la membrana celular
· Forma de almacenamiento y transporte de “combustible metabólico”
· Protección 
· Vitaminas
· Esfingomielina
· Cerebrosídos
· Prostaglandinas y esteroides.
Proteínas. Macromolécula formada por unidades básicas llamadas aminoácidos, unidos entre sí por enlaces péptidos.
Características generales
•Presencia de Nitrógeno
•Polímeros de Aminoácidos
Funciones:
· Estructurales: piel, pelo, musculo, cascos, pezuñas
· Metabólicas: enzimas, hormonas, anticuerpos
· Transporte y almacenamiento: hemoglobina y mioglobina
· Fuente de energía. 
Vitaminas. Clasificación 
· Vitaminas liposolubles: A, D, E , K
· Vitaminas Hidrosolubles: Complejo B (Tiamina, Riboflavina, Niacina, Piridoxina, Ácido Pantoténico, Biotina, Colina, Ácido Fólico, Cianobalamina) y Vitamina C.
Composición Mineral. Funciones Generales:
· Necesarios para el crecimiento y mantenimiento del esqueleto.
· Regulan procesos de regulación osmótica, permeabilidad y equilibrio acido-base celular
· Intervienen en procesos metabólicos.
Clasificación:
· Macrominerales: Ca, P, Mg, Na, K, Cl, S
· Microminerales: Fe, Mn, Cu, Co, Zn, I, Se, Mo
· Trazas.
Composición del Cuerpo Animal
· Sin incluir la grasa: 75% Agua , 20% Proteínas y 5% Minerales
· Sin incluir la grasa y el agua: 80,3% Proteína y 19,7% de minerales
· Carbohidratos: Menos del 1%
· Minerales:
· Macroelementos: Ca, P, K, Na, Cl, S, Mg.
· Microelementos: Fe, Zn, Cu, Mo, Se, I, Mn, Co.
Variación en la Composición del agua en el animal según la edad
· 95% en la célula
· 75- 80% Recién nacido
· 66-72% en crecimiento
· 50-60% Matadero
El contenido de agua del cuerpo de un animal varía de manera considerable y, a largo plazo, es afectado por la edad del animal y la cantidad de grasa de los tejidos. El contenido de agua es más alto en el feto y los animales recién nacidos, primero disminuye con rapidez y luego declina hasta alcanzar niveles adultos. Cuando el agua corporal se expresa con respecto al cuerpo libre de grasa el contenido de agua es relativamente constante en las especies de animales. El intervalo es de 70 a 75%de peso libre de grasa, con un promedio de alrededor de 73%. Como resultado de esta relación relativamente constante, si el contenido de grasa o de agua se conoce, es posible estimar la composición del cuerpo animal con una precisión razonable.
Composición porcentual del Cuerpo Animal
Factores que Modifican la Composición del Cuerpo Animal
1. Edad: los requerimientos de un animal joven y adulto son diferentes, y la síntesis de esos alimentos también. 
2. Estado Nutricional: si no se garantiza buena alimentación, se puede tener un animal en malas condiciones así tenga buen suministro de agua.
Factores que Modifican la Composición del Cuerpo Animal
· Condición Fisiológica: 
· Actividad Física: el ejemplo de que si el animal tiene que caminar largas distancias para poder comer.
· Interacción Genética-Nutrición: no son las mismas exigencias nutricionales de un animal criollo o uno de raza, por la genética la de raza tiene mayor requerimiento alimenticio.
Composición porcentual del cuerpo de animales
Lam 24. En esta tabla se estudia y compara la composición de los animales. No es relevante, solo para ver las diferencias de las especies en función de los componentes…